JP4848506B2 - Plastic disassembly method - Google Patents
Plastic disassembly method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4848506B2 JP4848506B2 JP2005047940A JP2005047940A JP4848506B2 JP 4848506 B2 JP4848506 B2 JP 4848506B2 JP 2005047940 A JP2005047940 A JP 2005047940A JP 2005047940 A JP2005047940 A JP 2005047940A JP 4848506 B2 JP4848506 B2 JP 4848506B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alcohol
- aqueous solution
- plastic
- decomposing
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
- C08J11/14—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with steam or water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/06—Unsaturated polyesters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Description
本発明は、特に、FRP(繊維強化プラスチック)に適した不飽和ポリエステル樹脂を含むプラスチックの分解方法に関する。 The invention relates in particular to a method for decomposing plastics containing unsaturated polyester resins suitable for FRP (fiber reinforced plastics).
プラスチックは、軽量、高強度であり、錆や腐食に強く、着色が自由、電気絶縁性に優れ、成形が容易であり、さらに大量生産が可能であるという利点を有することから、自動車、航空機、家庭用品の各材料として多量に使用されている。このため、廃プラスチックの量は増加の一途を辿っている。 Plastics are lightweight, high-strength, strong against rust and corrosion, free to color, excellent in electrical insulation, easy to mold, and capable of mass production. It is used in large quantities as materials for household goods. For this reason, the amount of waste plastic continues to increase.
従来、廃プラスチックの大部分は、埋め立て又は焼却して処分されていた。しかし、廃プラスチックを埋め立てると、埋め立て後の地盤が不安定となり、埋め立て用地を確保し難いという問題が生じていた。また、廃プラスチックを焼却すると、有害ガス(例えば、CO2)や悪臭が発生し、環境汚染が懸念されるだけではなく、焼却炉が損傷してしまうという問題も生じていた。 Conventionally, most of the waste plastic has been disposed of by landfill or incineration. However, when waste plastic is landfilled, the ground after landfill becomes unstable, causing a problem that it is difficult to secure land for landfill. In addition, when waste plastic is incinerated, harmful gases (for example, CO 2 ) and bad odors are generated, which not only causes concern about environmental pollution, but also causes a problem that the incinerator is damaged.
そこで、平成7年に容器包装廃棄物法(リサイクル法)が制定されて、廃プラスチックを回収し、その再利用を義務付けた。この法律の施行に伴い、廃プラスチックを再資源化するための技術開発が急速に進められている。 Therefore, the Containers and Packaging Waste Law (Recycling Law) was enacted in 1995, and waste plastics were collected and required to be reused. With the enforcement of this law, technological development for recycling waste plastics is rapidly progressing.
例えば、超臨界水を反応媒体として廃プラスチックを熱分解した油状物質を回収する方法が開示されている(特許文献1参照)。 For example, a method for recovering an oily substance obtained by thermally decomposing waste plastic using supercritical water as a reaction medium is disclosed (see Patent Document 1).
また、廃プラスチックである硬化不飽和ポリエステル樹脂を粉砕した後、約100℃〜300℃の温度でジカルボン酸又はジアミンにより分解して得られた分解物を樹脂原料として再利用し、不飽和ポリエステル樹脂を再合成する方法も開示されている(特許文献2参照)。
しかしながら、上述した特許文献1に記載の超臨界法を用いて廃プラスチックを熱分解すると、処理温度が高温すぎるため、廃プラスチック中の主鎖や側鎖が無秩序に切断されてしまい、得られる油状物質中には多種類の低分子化された成分が含まれてしまっていた。廃プラスチックを熱分解して得た油状物質は、主に、液体燃料として再利用しているが、熱分解後の油状物質の品質を確保するために、熱分解後に、油状物質を触媒(例えば、ゼオライト)を用いて改質しなければならず、後処理が必要となることから、処理コストが高くなる要因となっていた。また、改質処理をした場合であっても、改質後の生成油を石油製品(例えば、灯油、軽油など)そのものとして再利用することは難しかった。
However, if the waste plastic is pyrolyzed using the supercritical method described in
また、特許文献2記載の方法では、得られた分解物を不飽和ポリエステル樹脂原料として再利用することができるが、280℃を超える高温で硬化不飽和プラスチックを分解した場合には、熱分解が進行してしまい、再硬化させたときに熱硬化性樹脂の強度が低下するという問題を有していた。さらに、分解時の温度を約100℃〜180℃の低温とした場合であっても、熱分解後に回収できる樹脂原料の回収率が低かった。これらの理由から、回収した原料樹脂を再硬化させて製品として利用する割合は低かった。
Further, in the method described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、すなわち、本発明のプラスチックの分解方法は、不飽和ポリエステル部と架橋部とから形成される不飽和ポリエステル樹脂を含むプラスチックを、不飽和ポリエステル樹脂の熱分解温度未満としたアルカリを含有する亜臨界水を用いて熱分解して、不飽和ポリエステル樹脂の原料モノマである多価アルコール及び有機酸と、スチレンとフマル酸の共重合体とを含む水溶液とし、分解後に得られた水溶液中に酸を投入してpHを6〜9に調整し、得られた水溶液中に、メタノール、エタノール、及び、前記不飽和ポリエステル樹脂の原料モノマである多価アルコールからなる群より選択されるアルコールを投入して混合し、前記スチレンとフマル酸の共重合体の固形物と、多価アルコール及び前記有機酸を含む水溶液とに分離し、分離された水溶液中に含まれる水を除去して、多価アルコールと有機酸とを得ることを要旨とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. That is, the plastic decomposition method of the present invention uses a plastic containing an unsaturated polyester resin formed from an unsaturated polyester portion and a crosslinked portion. Copolymer of polyhydric alcohol and organic acid, which is a raw material monomer of unsaturated polyester resin, and styrene and fumaric acid, by pyrolysis using alkali-containing subcritical water whose temperature is lower than the thermal decomposition temperature of saturated polyester resin The aqueous solution obtained after decomposition was charged with an acid to adjust the pH to 6 to 9, and in the resulting aqueous solution , methanol, ethanol, and a raw material monomer of the unsaturated polyester resin. and there polyhydric alcohol selected from the group mixed by introducing consisting alcohol, solids of the copolymer of the styrene and fumaric acid, polyhydric alcohol Le and separated into an aqueous solution containing the organic acid and water were removed contained in the separated aqueous solution, and summarized in that to obtain a polyhydric alcohol and an organic acid.
本発明のプラスチックの分解方法によれば、樹脂原料となる有機酸の化合物、多価アルコール及び有機酸を高収率で回収することができ、回収した樹脂原料から物性がほとんど劣化することなく再度同等のプラスチックを再生することができる。この結果、廃プラスチックを再資源化して有効活用することができる。 According to the method for decomposing a plastic of the present invention, a compound of an organic acid, a polyhydric alcohol, and an organic acid, which are resin raw materials, can be recovered in a high yield, and the physical properties of the recovered resin raw material are hardly deteriorated again. Equivalent plastic can be recycled. As a result, waste plastic can be recycled and effectively used.
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係るプラスチックの分解方法を説明する。 Hereinafter, a plastic disassembling method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施の形態に係るプラスチックの分解方法を用いたFRP(繊維強化プラスチック)の分解方法を図1により説明する。 An FRP (fiber reinforced plastic) decomposition method using the plastic decomposition method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、図1に示すように、不飽和ポリエステル部と架橋部とから形成される不飽和ポリエステル樹脂を含むプラスチック1を、不飽和ポリエステル樹脂の熱分解温度未満とした亜臨界水を用いて加水分解する(工程A)。分解すると水溶液2が得られるが、水溶液2中には、不飽和ポリエステル樹脂の原料モノマである多価アルコール3(例えば、グリコール)及び有機酸4(例えば、フマル酸)と、不飽和ポリエステル樹脂中の架橋部と前記有機酸の化合物5(例えば、スチレンフマレート:スチレンとフマル酸の共重合体)と、が含まれる。
First, as shown in FIG. 1, a
次に、得られた水溶液2中にアルコールを投入し(工程B)、その後、ろ過を行い、多価アルコール3及び有機酸4を含む水溶液6と、有機酸の化合物5の固形物と、に分離する。アルコールは、有機酸の化合物5との相溶性が比較的低く溶けにくく、且つ、水とは相溶性が高いため、水溶液2中にアルコールを投入して混合すると、溶液2と有機酸の化合物5との相溶性を低下することができ、多価アルコール3及び有機酸4を含む水溶液6と、有機酸の化合物5の固形物と、に分離することが可能となる。
Next, an alcohol is added to the obtained aqueous solution 2 (step B), followed by filtration to obtain an
最後に、分離された水溶液6中に含まれる水を除去して(工程C)、多価アルコール3と有機酸4とを得る。
Finally, water contained in the separated
一般に、多価アルコール及び有機酸を含む原料から製造されるプラスチックを分解する場合、低温(約100℃)環境下では熱硬化性プラスチックを分解することはできず、また、熱可塑性プラスチックを分解するためには、数十時間の処理時間を要し、長時間反応となっていた。一方、臨界水(臨界点の臨界温度374.4℃、臨界圧力22.1MPaを用いた場合のように、高温(約360℃)、高圧(約20MPa)環境下においてプラスチックを分解すると、分解生成物の2次分解が起こり、さらに装置の腐食が懸念される。このため、樹脂の原料モノマの単位で分解し、原料モノマを高収率で回収することは難しかった。本発明の実施の形態に係るプラスチックの分解方法によれば、不飽和ポリエステル樹脂の熱分解温度未満とした亜臨界水(280℃未満、7MPa以下)を用いて分解することにより、不飽和ポリエステル樹脂の原料モノマの単位で分解することができ、さらに原料モノマを高収率で回収することができる。 In general, when decomposing plastics made from raw materials containing polyhydric alcohols and organic acids, thermosetting plastics cannot be decomposed in a low temperature (about 100 ° C) environment, and the thermoplastics are decomposed. In order to achieve this, a processing time of several tens of hours was required and the reaction was long. On the other hand, when plastic is decomposed under high temperature (about 360 ° C) and high pressure (about 20MPa), as in the case of using critical water (critical temperature 374.4 ° C, critical pressure 22.1MPa), Since the next decomposition occurs and there is a concern about the corrosion of the apparatus, it is difficult to decompose the raw material monomer in a high yield with the unit of the raw material monomer of the resin. According to the decomposition method of the above, by decomposing using the subcritical water (below 280 ° C, 7MPa or less) below the thermal decomposition temperature of the unsaturated polyester resin, the raw material monomer of the unsaturated polyester resin is decomposed. In addition, the raw material monomer can be recovered in a high yield.
上記プラスチックの分解方法において、亜臨界水による分解後に投入するアルコールは水の沸点よりも低い溶媒とすると、以後の工程Cでの濃縮が容易となり処理速度が向上する点と、アルコールだけを分取しやすいために分取したものを再利用しやすい点で好ましく、例えば、メタノールやエタノールが挙げられる。なお、アルコールの投入量は特に制限されないが、亜臨界水によりプラスチックを分解するときの水溶液の重量以上とすることが好ましい。一方、亜臨界水による分解後に投入するアルコールに、水の沸点よりも高い溶媒を用いた場合は、アルコールの投入後に分離した水溶液を加熱して水のみを除去すると、水に溶解していた無機物等が沈殿するため、これら無機物等を容易に除去することができる点で好ましく、例えば、プロピレングリコールが挙げられる。この場合のアルコールの投入量も特に制限されないが、亜臨界水によりプラスチックを分解するときの水溶液の重量以上とすることが好ましい。 In the above plastic decomposition method, if the alcohol to be added after decomposition with subcritical water is a solvent lower than the boiling point of water, the concentration in the subsequent step C is facilitated and the processing speed is improved, and only the alcohol is fractionated. It is preferable in that it can be easily reused because it is easy to recycle, and examples thereof include methanol and ethanol. The amount of alcohol to be added is not particularly limited, but is preferably equal to or more than the weight of the aqueous solution when the plastic is decomposed with subcritical water. On the other hand, when a solvent having a boiling point higher than the boiling point of water is used for the alcohol introduced after decomposition with subcritical water, the inorganic substance dissolved in the water is removed by heating the aqueous solution separated after the addition of the alcohol to remove only water. Is preferable in that these inorganic substances can be easily removed. For example, propylene glycol can be mentioned. The amount of alcohol input in this case is not particularly limited, but is preferably equal to or more than the weight of the aqueous solution when the plastic is decomposed with subcritical water.
さらに、亜臨界水がアルカリを含有する溶液であるときは、亜臨界水中に含まれるアルカリを塩として析出させて分離することが好ましい。塩を分離する方法として、以下の2つの方法が挙げられる。 Furthermore, when the subcritical water is a solution containing an alkali, it is preferable to precipitate the alkali contained in the subcritical water as a salt for separation. As a method for separating the salt, the following two methods may be mentioned.
1つの方法は、亜臨界水による分解後に得られた水溶液中に酸(例えば、HCl)を投入してpHを6〜9に調整し、その後、アルコールを投入した後、分離された水溶液中の溶媒(水、アルコール)を除去して得られた濃縮溶液中にアルコールを投入し、塩を析出させた後、塩を分離し、多価アルコールと有機酸とを得る方法である。なお、この方法において、亜臨界水による分解後に投入するアルコールとして、水の沸点よりも高い溶媒(例えば、プロピレングリコール)を投入する場合は、アルコールの投入後に分離された水溶液を加熱して水のみを除去すると、アルコールは依然として存在する。このため、水を除去した濃縮液中に、塩析出用のアルコールを再度投入する必要は無い。 In one method, an acid (for example, HCl) is added to an aqueous solution obtained after decomposition with subcritical water to adjust the pH to 6 to 9, and then an alcohol is added. In this method, alcohol is added to a concentrated solution obtained by removing a solvent (water, alcohol), a salt is precipitated, and then the salt is separated to obtain a polyhydric alcohol and an organic acid. In this method, when an alcohol to be introduced after decomposition with subcritical water is introduced, a solvent having a boiling point higher than the boiling point of water (for example, propylene glycol) is introduced. The alcohol is still present. For this reason, it is not necessary to add the alcohol for salt precipitation again in the concentrated liquid from which water has been removed.
別の方法は、1つ目の方法と同様に、分解後に得られた水溶液中に酸を投入してpHを6〜9に調整した後、アルコールを投入し、さらに、分離された水溶液中のアルコールを除去した後、得られた水溶液から逆浸透膜を用いて塩を分離して、多価アルコールと有機酸とを得る方法である。使用する逆浸透膜としては、ポリアミド系又はポリビニルアルコール系から形成される膜を使用すると、ろ過対象の水溶液との濡れ性が高いため、ろ過しやすく好ましい。 Another method is similar to the first method, in which an acid is added to the aqueous solution obtained after decomposition to adjust the pH to 6 to 9, and then an alcohol is added. Further, in the separated aqueous solution, In this method, after removing the alcohol, the salt is separated from the obtained aqueous solution using a reverse osmosis membrane to obtain a polyhydric alcohol and an organic acid. As a reverse osmosis membrane to be used, it is preferable to use a membrane made of polyamide or polyvinyl alcohol because it has high wettability with an aqueous solution to be filtered and is easy to filter.
上述した2つの方法において、塩析析出用に投入するアルコールは、プラスチックの原料モノマである多価アルコールと同じアルコールを使用すると、得られた多価アルコールを再利用する際に、合成反応に関係のないアルコールの分取・除去等が不要となり好ましい。
In the two methods described above, the alcohol used for salting out precipitation is related to the synthesis reaction when the obtained polyhydric alcohol is reused when the same polyhydric alcohol as the raw material monomer of the plastic is used. Alcohol free separation / removal etc. is unnecessary, which is preferable.
さらに、本発明の実施の形態に係るプラスチックの分解方法を用いたFRPを分解する方法を図2により具体的に説明する。 Further, a method for decomposing FRP using the plastic decomposing method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
まず、FRP(プロピレングリコール−無水マレイン酸−スチレン共重合物34wt%とガラス繊維と充填材の炭酸カルシウム66wt%とを含む)を1.7mmアンダーで粉砕したものを600g準備する。 First, 600 g of FRP (containing 34 wt% of propylene glycol-maleic anhydride-styrene copolymer, glass fiber and 66 wt% of calcium carbonate as a filler) pulverized under 1.7 mm is prepared.
次に、図2(a)に示すように、ステンレス製の筒状耐圧容器10(内径150mm、深さ350mm、耐圧7MPa)内に、粉砕したFRPa600g、水酸化カルシウムb(ナカライテスク(株)社製)100g、純水c1800gをそれぞれ投入し、耐熱容器1の蓋11を閉じる。
Next, as shown in FIG. 2 (a), FRPa 600g, calcium hydroxide b (Nacalai Tesque) 100 g) and pure water c1800 g are added, and the
その後、図2(b)に示すように、230℃で120分間加熱して、亜臨界水により分解をする。室温まで冷却した後、ガラスフィルタ(アドバンテック東洋(株)社製、GC-25)を用いて固液分離をする。図2(c)に示すように、分離された固形物は、ガラス繊維と炭酸カルシウムの無機物dであり、無機物dは回収された後、無機充填剤として再利用される。無機物dを除去した水溶液e中には、分解されたグリコール、フマル酸及びスチレンフマレート(スチレン・フマル酸共重合体)が含まれる。 Thereafter, as shown in FIG. 2 (b), it is heated at 230 ° C. for 120 minutes and decomposed with subcritical water. After cooling to room temperature, solid-liquid separation is performed using a glass filter (GC-25, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). As shown in FIG. 2 (c), the separated solid is an inorganic substance d of glass fiber and calcium carbonate, and the inorganic substance d is recovered and reused as an inorganic filler. The aqueous solution e from which the inorganic substance d has been removed contains decomposed glycol, fumaric acid, and styrene fumarate (styrene / fumaric acid copolymer).
次に、図2(d)に示すように、無機物dを除去した水溶液e中に1NのHClfを加えて、pHを6〜9に調整し、さらに、図2(e)に示すように水溶液eの2倍量のメタノールgを水溶液e中に投入し、得られた水溶液e´をろ過する。 Next, as shown in FIG. 2 (d), 1N HClf is added to the aqueous solution e from which the inorganic substance d has been removed to adjust the pH to 6-9. Further, as shown in FIG. 2 (e), the aqueous solution Methanol g twice as much as e is added to the aqueous solution e, and the resulting aqueous solution e ′ is filtered.
ろ過後、図2(f)に示すように、スチレンフマレートhを回収する。回収されたスチレンフマレートhは、図3に示す分子構造であり、樹脂原料として再利用される。一方、スチレンフマレートhを除去したろ液iを加熱して、溶媒であるメタノールと水を除去し、亜臨界水分解時に使用した水量の約1/10にまで濃縮する。その後、室温まで冷却する。 After filtration, styrene fumarate h is recovered as shown in FIG. The recovered styrene fumarate h has the molecular structure shown in FIG. 3 and is reused as a resin raw material. On the other hand, the filtrate i from which the styrene fumarate h has been removed is heated to remove methanol and water as solvents, and concentrated to about 1/10 of the amount of water used during subcritical water decomposition. Then, it cools to room temperature.
さらに、図2(g)に示すように、濃縮された濃縮液j中にメタノールkを添加する。すると、濃縮液j中に溶解している塩類の溶解度が低下し、塩類が析出する。 Further, as shown in FIG. 2 (g), methanol k is added to the concentrated concentrate j. Then, the solubility of the salt dissolved in the concentrated liquid j is lowered, and the salt is precipitated.
塩類析出後、図2(h)に示すように、グリコールmとフマル酸nを回収する。 After salt precipitation, glycol m and fumaric acid n are recovered as shown in FIG. 2 (h).
また、亜臨界水中に含まれるアルカリを塩として析出させて分離するときに、逆浸透膜を使用する場合は図4に示す方法を用いる。なお、図2(f)に示す工程までは同一であるため、同一符号を用いてその説明を省略する。 Further, when the reverse osmosis membrane is used when the alkali contained in the subcritical water is separated as a salt, the method shown in FIG. 4 is used. Since the steps up to the step shown in FIG. 2 (f) are the same, the same reference numerals are used and the description thereof is omitted.
図4(f)に示すように、スチレンフマレートhを除去したろ液iを、メタノールの沸点以上、水の沸点以下で加熱して、ろ液i中からメタノールを除去する。その後、亜臨界水による分解時に使用した水量の約1/10にまで濃縮した水溶液とし、この水溶液を室温まで冷却する。 As shown in FIG. 4 (f), the filtrate i from which the styrene fumarate h has been removed is heated at a boiling point of methanol or higher and below the boiling point of water to remove methanol from the filtrate i. Then, it is set as the aqueous solution concentrated to about 1/10 of the amount of water used at the time of decomposition | disassembly by subcritical water, and this aqueous solution is cooled to room temperature.
次に、図4(g)に示すように、冷却後の水溶液lをクロスフローモジュール12に組み込み、ポリビニルアルコール製のスパイラル型膜(外形2インチ)に通水させる。通水条件は、圧力1.5MPa、流量5L/minとした。ろ過により塩を分離してグリコールmとフマル酸nを回収する。
Next, as shown in FIG. 4 (g), the cooled aqueous solution l is incorporated into the
以下、さらに具体的に実施例により説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
(実施例1)
実施例1では、図1に示した繊維強化プラスチックの分解方法を用いて、FRPを分解した。なお、使用した材料及び反応条件は、図2にて説明したものと同様とし、スチレンフマレートを回収する際に、水より沸点が低いアルコールとしてメタノールを使用した。なお、実施例1では、亜臨界水中にアルカリが含まれていないため、塩を分離する処理をしていない。
Example 1
In Example 1, FRP was decomposed | disassembled using the decomposition | disassembly method of the fiber reinforced plastic shown in FIG. The materials and reaction conditions used were the same as those described in FIG. 2, and methanol was used as an alcohol having a boiling point lower than that of water when recovering styrene fumarate. In Example 1, since alkali is not contained in subcritical water, the process which isolate | separates a salt is not carried out.
実施例1から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の各回収量を測定した。また、グリコールとフマル酸の各回収量から回収率を算出した。回収率は、まず、グリコールの濃度をガスクロマトグラフ分析装置により計測し、フマル酸の濃度をイオンクロマトグラフ装置により計測した。その後、計測されたグリコールとフマル酸との濃度に試料量を乗じて、下記の式1及び式2に基づいて計算した。
Recovered amounts of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Example 1 were measured. Moreover, the recovery rate was calculated from each recovery amount of glycol and fumaric acid. First, the concentration of glycol was measured with a gas chromatograph analyzer, and the concentration of fumaric acid was measured with an ion chromatograph device. Thereafter, the concentration of the measured glycol and fumaric acid was multiplied by the sample amount, and the calculation was performed based on the following
[式1] グリコールの回収率(%)=回収したグリコール量(g)/(使用したFRP樹脂量×グリコール配合割合)
[式2] フマル酸の回収率(%)=回収したフマル酸量(g)/(使用したFRP樹脂量×フマル酸配合割合)
使用したFRP樹脂量は600(g)、FRP中の樹脂の割合は34wt%、その樹脂中に配合されるグリコール及びフマル酸の配合割合は、樹脂部を100wt%としたとき、それぞれ23wt%である。このため、FRP樹脂量×グリコール配合割合は600(g)×0.34(wt%)×0.23(wt%)、FRP樹脂量×フマル酸配合割合は600(g)×0.34(wt%)×0.23(wt%)により求めることができる。
[Formula 1] Glycol recovery rate (%) = recovered glycol amount (g) / (amount of FRP resin used x glycol blending ratio)
[Formula 2] Recovery rate of fumaric acid (%) = Fumaric acid recovered amount (g) / (FRP resin used × Fumaric acid content ratio)
The amount of FRP resin used was 600 (g), the proportion of resin in FRP was 34 wt%, and the proportion of glycol and fumaric acid blended in the resin was 23 wt% when the resin part was 100 wt%. is there. Therefore, FRP resin amount x glycol blending ratio is 600 (g) x 0.34 (wt%) x 0.23 (wt%), FRP resin amount x fumaric acid blending ratio is 600 (g) x 0.34 (wt%) x 0.23 ( wt%).
回収量及び回収率の結果を表1に示した。
(実施例2)
実施例2では、図2に示したプラスチックの分解方法を用いて、FRPを分解した。実施例1と同様の方法を用いて、実施例2から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量及び回収率を求めて、その結果を表1に示した。
(Example 2)
In Example 2, FRP was decomposed using the plastic decomposition method shown in FIG. Using the same method as in Example 1, the recovered amount and recovery rate of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Example 2 were determined, and the results are shown in Table 1.
(実施例3)
実施例3では、図2に示したプラスチックの分解方法を用いて、亜臨界水による分解後に投入するアルコールとして、水の沸点よりも沸点の高いプロピレングリコールを使用した。実施例3から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量を測定し、実施例1と同様の方法を用いてフマル酸の回収率を算出した。なお、グリコールの回収率は、添加したグリコール量に対する重量増加分を算出し、この増加分から回収率を求めた。回収量及び回収率の結果を表1に示した。
(Example 3)
In Example 3, propylene glycol having a boiling point higher than that of water was used as the alcohol to be added after decomposition with subcritical water using the plastic decomposition method shown in FIG. The recovered amounts of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Example 3 were measured, and the recovery rate of fumaric acid was calculated using the same method as in Example 1. In addition, the recovery rate of glycol calculated the weight increase with respect to the added glycol amount, and calculated | required the recovery rate from this increase. The results of the recovery amount and recovery rate are shown in Table 1.
(比較例1−1)
比較例1−1では、メタノールの代わりにヘキサンを使用し、その他は実施例1と同様の条件としてFRPを分解した。実施例1と同様の方法を用いて、比較例1−1から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量及び回収率を求めて、その結果を表1に示した。
(Comparative Example 1-1)
In Comparative Example 1-1, hexane was used instead of methanol, and FRP was decomposed under the same conditions as in Example 1. Using the same method as in Example 1, the recovered amount and recovery rate of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Comparative Example 1-1 were determined, and the results are shown in Table 1.
(比較例1−2)
比較例1−2では、メタノールの代わりにアセトンを使用し、その他は実施例1と同様の条件としてFRPを分解した。実施例1と同様の方法を用いて、比較例1−2から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量及び回収率を求めて、その結果を表1に示した。
(Comparative Example 1-2)
In Comparative Example 1-2, acetone was used instead of methanol, and FRP was decomposed under the same conditions as in Example 1. Using the same method as in Example 1, the recovered amount and recovery rate of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Comparative Example 1-2 were determined, and the results are shown in Table 1.
(比較例2−1)
比較例2−1では、メタノールの代わりにアセトンを使用し、その他は実施例2と同様の条件としてFPRを分解した。実施例1と同様の方法を用いて、比較例2−1から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量及び回収率を求めて、その結果を表1に示した。
(Comparative Example 2-1)
In Comparative Example 2-1, acetone was used instead of methanol, and FPR was decomposed under the same conditions as in Example 2. Using the same method as in Example 1, the recovered amounts and recovery rates of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Comparative Example 2-1 were determined, and the results are shown in Table 1.
(比較例2−2)
比較例2−2では、メタノールに代えてテトラヒドロフランを使用し、その他は実施例2と同様の条件としてFPRを分解した。実施例1と同様の方法を用いて、比較例2−2から回収されたスチレンフマレート、グリコール及びフマル酸の回収量及び回収率を求めて、その結果を表1に示した。
(Comparative Example 2-2)
In Comparative Example 2-2, tetrahydrofuran was used instead of methanol, and FPR was decomposed under the same conditions as in Example 2. Using the same method as in Example 1, the recovered amount and recovery rate of styrene fumarate, glycol and fumaric acid recovered from Comparative Example 2-2 were determined, and the results are shown in Table 1.
(実施例4)
実施例4では、図4に示したプラスチックの分解方法を用いて、FRPを分解した。実施例4から回収されたスチレンフマレートの回収量を求めて、表2に示した。また、実施例4から得られた濃縮液と透過液の各液中に含まれるグリコール及びフマル酸の回収量及び回収率について、実施例1と同様の方法を用いて求めた。さらに、析出された塩がポリビニルアルコール製の逆浸透膜で除去されているかを確認するために、濃縮液と透過液の蒸発残渣を測定した。これらの結果を表2に示した。
In Example 4, FRP was decomposed using the plastic decomposition method shown in FIG. The recovered amount of styrene fumarate recovered from Example 4 was determined and shown in Table 2. Further, the recovery amount and recovery rate of glycol and fumaric acid contained in each of the concentrate and the permeate obtained from Example 4 were determined using the same method as in Example 1. Furthermore, in order to confirm whether the deposited salt was removed with a reverse osmosis membrane made of polyvinyl alcohol, the evaporation residue of the concentrate and the permeate was measured. These results are shown in Table 2.
各実施例及び比較例の結果から、表1に示すように、亜臨界水による分解後にアルコールを投入した実施例1〜実施例3では、樹脂成分回収率がいずれも80%以上の値を示しており、アルコール以外の溶剤を投入した比較例に比べて、樹脂成分回収率が高い値を示していた。回収された樹脂成分の中でも、特に、スチレンフマレートの回収量が増加していた。さらに、アルコールとして、水の沸点よりも低いメタノールを投入した実施例1と、水の沸点よりも高いプロピレングリコールを投入した実施例3とを比較すると、実施例1のスチレンフマレートとグリコールの回収量が増加しており、プロピレングリコールに比べてメタノールを投入すると、全体の樹脂成分回収率が増加することが判明した。なお、アルコール以外の溶剤を投入した比較例の回収率が低い理由は、ヘキサン及びテトラヒドロフランは水に難溶または僅かにしか溶解しないため、水溶液のスチレンフマレートに対する相溶性を低下させることができず、分離性が低下して回収率が低下したと推定され、他方、アセトンは水と相溶性があるが、スチレンフマレートに対しても相溶性があるため、水溶液のスチレンフマレートに対する相溶性を低下させることができないため、分離性が低下し、回収率が低下したと推定される。 From the results of Examples and Comparative Examples, as shown in Table 1, in Examples 1 to 3 in which alcohol was added after decomposition with subcritical water, the resin component recovery rate showed a value of 80% or more. The resin component recovery rate was higher than that of the comparative example in which a solvent other than alcohol was added. Among the recovered resin components, the recovery amount of styrene fumarate was particularly increased. Further, when Example 1 in which methanol lower than the boiling point of water was added as alcohol and Example 3 in which propylene glycol higher than the boiling point of water was compared was compared, recovery of styrene fumarate and glycol in Example 1 was compared. The amount increased, and it was found that when methanol was added compared to propylene glycol, the overall resin component recovery rate increased. The reason why the recovery rate of the comparative example in which a solvent other than alcohol is added is low is that hexane and tetrahydrofuran are poorly soluble or slightly soluble in water, so the compatibility of the aqueous solution with styrene fumarate cannot be reduced. It is estimated that the recovery rate was reduced due to a decrease in separability. On the other hand, acetone is compatible with water, but also compatible with styrene fumarate. Since it cannot be lowered, it is estimated that the separability is lowered and the recovery rate is lowered.
また、表2に示すように、亜臨界水による分解後にメタノールを投入し、塩をポリビニルアルコール製の逆透過膜により除去した場合にも、樹脂成分回収率が80%以上の値を示していた。さらに、透過液の蒸発残渣量に比べて濃縮液の蒸発残渣量が増加しており、逆透過膜を使用すると塩を効果的に除去できることが判明した。 Moreover, as shown in Table 2, even when methanol was added after decomposition with subcritical water and the salt was removed by a reverse permeable membrane made of polyvinyl alcohol, the resin component recovery rate showed a value of 80% or more. . Furthermore, the amount of evaporation residue in the concentrate increased compared to the amount of evaporation residue in the permeate, and it was found that salt can be effectively removed by using a reverse permeable membrane.
以上の結果、FRPを用いて再度FRPの原材料として再利用可能なスチレンフマレート、フマル酸及びグリコールを高収率で回収できることが判明した。このため、本発明の実施の形態に係るプラスチックの分解方法によれば、廃棄プラスチックを再資源化して有効活用することができる。 As a result, it was found that styrene fumarate, fumaric acid, and glycol, which can be reused again as a raw material for FRP, can be recovered in high yield using FRP. For this reason, according to the plastic disassembling method according to the embodiment of the present invention, the waste plastic can be recycled and effectively used.
1…不飽和ポリエステル樹脂を含むプラスチック,
2…水溶液(多価アルコール3、有機酸4及び有機酸の化合物5を含む),
3…多価アルコール,
4…有機酸,
5…有機酸の化合物,
6…水溶液(多価アルコール3及び有機酸4を含む),
1 ... Plastic containing unsaturated polyester resin,
2 ... aqueous solution (including polyhydric alcohol 3, organic acid 4 and organic acid compound 5),
3 ... polyhydric alcohol,
4 ... Organic acid,
5 ... Organic acid compound,
6 ... aqueous solution (including polyhydric alcohol 3 and organic acid 4),
Claims (7)
分解後に得られた水溶液中に酸を投入してpHを6〜9に調整し、
得られた前記水溶液中に、メタノール、エタノール、及び、前記不飽和ポリエステル樹脂の原料モノマである多価アルコールからなる群より選択されるアルコールを投入して混合し、前記スチレンとフマル酸の共重合体の固形物と、前記多価アルコール及び前記有機酸を含む水溶液とに分離することを特徴とするプラスチックの分解方法。 A plastic containing an unsaturated polyester resin formed from an unsaturated polyester part and a crosslinked part is decomposed using subcritical water containing alkali having a temperature lower than the thermal decomposition temperature of the unsaturated polyester resin, and the unsaturated An aqueous solution containing a polyhydric alcohol and an organic acid, which are raw materials for polyester resin, and a copolymer of styrene and fumaric acid,
An acid is added to the aqueous solution obtained after decomposition to adjust the pH to 6 to 9,
Into the obtained aqueous solution, an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, and a polyhydric alcohol that is a raw material monomer of the unsaturated polyester resin is added and mixed, and the styrene and fumaric acid co-polymerized. A method for decomposing a plastic, comprising separating a solid product into an aqueous solution containing the polyhydric alcohol and the organic acid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005047940A JP4848506B2 (en) | 2005-02-23 | 2005-02-23 | Plastic disassembly method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005047940A JP4848506B2 (en) | 2005-02-23 | 2005-02-23 | Plastic disassembly method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006232942A JP2006232942A (en) | 2006-09-07 |
JP4848506B2 true JP4848506B2 (en) | 2011-12-28 |
Family
ID=37040955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005047940A Expired - Fee Related JP4848506B2 (en) | 2005-02-23 | 2005-02-23 | Plastic disassembly method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4848506B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010163620A (en) * | 2004-05-26 | 2010-07-29 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Decomposition-separation process for plastic |
JP4806758B2 (en) * | 2007-05-28 | 2011-11-02 | パナソニック電工株式会社 | Decomposition and recovery method of thermosetting resin |
JP4979568B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-07-18 | パナソニック株式会社 | Decomposition and recovery method of thermosetting resin |
JP4971124B2 (en) * | 2007-12-25 | 2012-07-11 | パナソニック株式会社 | Decomposition and recovery method of thermosetting resin |
CN101981103B (en) * | 2008-03-26 | 2012-08-08 | 松下电器产业株式会社 | Method for decomposing thermoset resin and recovering decompositon product |
WO2010123093A1 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | パナソニック電工株式会社 | Method for decomposing and recovering thermosetting resin |
JP5093192B2 (en) * | 2009-06-22 | 2012-12-05 | 株式会社日立製作所 | Evaluation method of water quality |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003147121A (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-21 | Teijin Ltd | Method for chemically recycling all aromatic polyester |
JP2003160521A (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-03 | Teijin Ltd | Method for recovering useful component |
WO2004041917A1 (en) * | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Depolymerization process |
-
2005
- 2005-02-23 JP JP2005047940A patent/JP4848506B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006232942A (en) | 2006-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4848506B2 (en) | Plastic disassembly method | |
DE60108513T2 (en) | RECOVERY METHOD FOR POLYSTYRENE | |
JP4754237B2 (en) | Plastic disassembly method | |
JP2006241380A (en) | Method for decomposing plastic | |
JP4979753B2 (en) | Decomposition of thermosetting resin and recovery method of decomposition product | |
JPH11140224A (en) | Treatment of waste thermosetting plastic | |
JP4806758B2 (en) | Decomposition and recovery method of thermosetting resin | |
JP4837949B2 (en) | Glycol separation method | |
JP4752777B2 (en) | Plastic disassembly / recovery method | |
JP4699785B2 (en) | How to recycle plastic | |
JP2007169524A (en) | Method for separating decomposition product obtained by decomposing plastic with subcritical water | |
JP2000178375A (en) | Apparatus and process for decomposing polycondensation polymer | |
JP2009227980A (en) | Method for decomposition and recovery of plastic | |
JPH0881685A (en) | Method for treating waste plastics | |
JP4718868B2 (en) | Decomposition method of thermosetting resin | |
JP4754246B2 (en) | Plastic disassembly method | |
JP4735474B2 (en) | Method for separating and washing solids from subcritical water decomposition solution of plastic | |
JP4971124B2 (en) | Decomposition and recovery method of thermosetting resin | |
JP5243464B2 (en) | Plastic disassembly / recovery method | |
JP5508025B2 (en) | Decomposition of thermosetting resin and recovery method of decomposition product | |
JP4806757B2 (en) | Decomposition and recovery method of thermosetting resin | |
JP4979568B2 (en) | Decomposition and recovery method of thermosetting resin | |
JP2011111502A (en) | Method for decomposing plastic | |
JPH11323002A (en) | Treatment of plastic waste material | |
JP2009006517A (en) | Method for recovering inorganic substance from plastic |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071015 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100308 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110215 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110513 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110830 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110921 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141028 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |